Ferrelektrik Materialların İşıqla Sürətli İdarəsi

Avropa XFEL-də çalışan beynəlxalq alimlər qrupu ferrelektrik materialların işıqla son dərəcə sürətli və dəqiq idarə edilməsini nümayiş etdirib. Bu kəşf daha sürətli və enerji baxımından səmərəli yaddaş qurğuları və elektron komponentlərin inkişaf etdirilməsi üçün yeni imkanlar yaradır.

Arxa Plan

Ferrelektrik materiallar müsbət və mənfi yüklərin bir-birindən azca fərqləndiyi kristallardır. Bu fərq materialda daxili elektrik sahəsi yaradır və spontan polarizasiya adlanır. Polarizasiya xarici elektrik sahəsi tətbiq edilərək dəyişdirilə bilər, bu da ferrelektrik materialları nanosəviyyəli açar kimi istifadəyə yararlı edir.

Əsas Faktlar

Tədqiqat zamanı alimlər polarizasiyanın kristal qəfəsin deformasiyasından müstəqil olaraq dəyişdirilə biləcəyini sübut ediblər. Bu, daha əvvəl yalnız nəzəri olaraq mümkün hesab edilirdi. Alimlər ultraqısa, yüksək enerjili lazer impulsları vasitəsilə materialdakı elektronları həyəcanlandıraraq bu dəyişikliyi trillyon saniyədən az bir müddətdə həyata keçiriblər.

Təcrübənin Təfərrüatları

Tədqiqatçılar barium titanatı (BaTiO₃) üzərində çalışaraq Avropa XFEL-in güclü rentgen şüaları və optik lazerlərindən istifadə ediblər. 90 femtosaniyəlik zaman dəqiqliyi ilə onlar materialın polarizasiyasında, qəfəs strukturunda və elektron vəziyyətində baş verən dəyişiklikləri izləyə biliblər. Onlar müəyyən ediblər ki, lazerlə həyəcanlanmadan 350 femtosaniyə sonra polarizasiya əhəmiyyətli dərəcədə dəyişib, lakin kristal qəfəs hələ əhəmiyyətli bir dəyişiklik keçirməyib.

Alimlərin Baxışı

“Bizim ölçmələr göstərir ki, polarizasiya əsasən struktur dəyişikliklərdən deyil, işıqla həyəcanlanmış elektronlar vasitəsilə idarə olunub,” - deyə tədqiqatın aparıcı müəllifi Le Phuong Hoang bildirib.

Giuseppe Mercurio əlavə edib: “Bu ayrılma gələcəkdə işıq impulsları ilə müəyyən polarizasiya vəziyyətlərinin əldə edilməsinə imkan yaradır. Həmçinin maqnit xüsusiyyətlərini də bənzər şəkildə idarə etmək mümkün ola bilər.”

Nəticə və Gələcək Perspektivlər

Bu tədqiqat materialların idarəsində fundamental yeni yanaşmanı nümayiş etdirir. Alimlər işıqla idarə olunan elektronikanın məlumat emalı və enerji səmərəli yaddaş texnologiyaları kimi geniş tətbiq sahələrinə yol açacağına əmindirlər.

Daha ətraflı məlumat: Le Phuong Hoang və digərləri, “Ferrelektrik BaTiO₃-də polarizasiya və gərginliyin ultratez ayrılması”, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63045-6.